增材制造CoCrMoNbTi与AlCoCuFeNi高熵合金及其组织性能研究
发布时间：2021-03-23 12:04
高熵合金作为一种新兴的多主元合金材料,因其具有独特的固溶体组织和高硬度、高强度、良好的热稳性和耐腐蚀性等优异的综合性能,已成为国际上金属材料领域共同关注的热点。目前,高熵合金材料及其先进制备技术的研究还处于初级阶段。研究表明,一方面,在开发高熵合金成分体系过程中,将高熔点金属元素通过合理的成分设计,能够开发出具有优异高温性能的高熵合金,在高温结构材料领域具有潜在的应用价值;另一方面,现有对高熵合金成形工艺研究中,多以传统的电弧熔炼技术为主,然而该方法制备的合金形状简单、尺寸较小且易发生成分偏析,限制了高熵合金复杂结构件的制备及工业化应用。因此,寻求先进的高熵合金成形技术至关重要。增材制造技术因具有“离散-堆积”的快速成形特点,已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。因此,应用先进的增材制造技术制备具有良好性能的高熵合金势在必行。本文从高熵合金成分设计和增材制造技术应用的角度出发,首先开发高温性能优异的Co-Cr-Mo-Nb-Ti新型难熔高熵合金体系,研究合金元素与激光熔化沉积成形工艺对难熔高熵合金及其涂层的相结构、显微组织及其力学性能的影响机制;以批量合成的AlCoCuFe...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１等摩尔合金的混合熵与系统组元数Ｎ的关系曲线图??
化合金组织结构，此特殊现象称为高熵效应。高熵效应对高熵合金相组成影??响最重要的特性，研究表明，该效应能够抑制金属间化合物的生成，高熵合??金组织多为简单的ＦＣＣ、ＢＣＣ或ＨＣＰ相的固溶体结构［１８－２（）］。图２－３为合金??－５?－??
子的有效扩散速率。Ｂｅｋｅ等［２１］报道发现Ｆｅ和Ｎｉ元素在ＣｏＣｒＦｅＮｉＭｎ高熵合??金中扩散系数明显小于在奥氏体Ｆｅｌ５Ｃｒ２０Ｎｉ合金和传统的Ｆｅ／Ｎｉ纯金属中的??扩散系数如图２－４所示，证实了多主元高熵合金的缓慢扩散效应。缓慢扩散??效应对合金组织性能有着重要的影响，如抑制新相形核和晶粒长大，导致纳??米相和非晶相的析出，增加合金在高温形变时的蠕变抗力并提高材料的热稳??定性等。比如Ｋｏｔｔａｄａ等Ｍ研宄了?ＣｏＣｒＦｅＮｉ纳米晶高熵合金在烧结状态和退??火状态的晶粒生长变化情况，发现该合金由于细小的纳米氧化物弥散，相界??的阻碍作用以及合金中多组元的缓慢扩散效应，导致晶粒生长非常缓慢。??－６?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NbMoTaW高熵合金涂层的制备与表征[J]. 漆陪部,梁秀兵,仝永刚,陈永雄,张志彬. 应用激光. 2018(03)
[2]热处理对电子束选区熔化制备的Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响[J]. 张胜雷,陈卓,曲寿江,冯艾寒,陆煦,沈军,陈道伦. 热加工工艺. 2018(10)
[3]激光熔覆沉积成形NbMoTaTi难熔高熵合金的组织与强度研究[J]. 李青宇,李涤尘,张航,张安峰,梁景怡,王兴理想,闫浩祺. 航空制造技术. 2018(10)
[4]Effect of lattice distortion on solid solution strengthening of BCC high-entropy alloys[J]. Zhipeng Wang,Qihong Fang,Jia Li,Bin Liu,Yong Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[5]316L不锈钢与CaSiO3复合材料选择性激光熔化制备工艺[J]. 马铮杰,任灿,严彪,王联凤,程灵钰. 有色金属材料与工程. 2018(01)
[6]A light-weight high-entropy alloy Al20Be20Fe10Si15Ti35[J]. TSENG KoKai,YANG YaChu,JUAN ChienChang,CHIN TsungShune,TSAI CheWei,YEH JienWei. Science China（Technological Sciences）. 2018(02)
[7]激光熔化沉积工艺对Nb-16Si二元合金显微组织的影响[J]. 刘伟,熊华平,李能,陈波. 材料工程. 2018(02)
[8]热处理对激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr钛合金显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 朱言言,陈博,汤海波,程序,王华明,李佳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[9]激光熔覆高熔点AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂层组织及耐磨性能[J]. 郭亚雄,刘其斌,周芳. 稀有金属. 2017(12)
[10]难熔高熵合金的研究进展及应用[J]. 李春玲,马跃,郝家苗,闫宇,王清. 精密成形工程. 2017(06)
博士论文
[1]激光熔化沉积成形Al2O3陶瓷开裂机理及抑制方法[D]. 牛方勇.大连理工大学 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti难熔高熵合金组织与力学性能[D]. 郭娜娜.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]选区激光熔化TC4合金的凝固组织演化规律研究[D]. 张慧.哈尔滨工业大学 2017
[2]难熔高熵合金的制备及其组织性能研究[D]. 刘学峰.北京理工大学 2015
[3]电子束选区熔化数字式扫描控制系统研究[D]. 张靖.清华大学 2011
本文编号：3095757
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１等摩尔合金的混合熵与系统组元数Ｎ的关系曲线图??
化合金组织结构，此特殊现象称为高熵效应。高熵效应对高熵合金相组成影??响最重要的特性，研究表明，该效应能够抑制金属间化合物的生成，高熵合??金组织多为简单的ＦＣＣ、ＢＣＣ或ＨＣＰ相的固溶体结构［１８－２（）］。图２－３为合金??－５?－??
子的有效扩散速率。Ｂｅｋｅ等［２１］报道发现Ｆｅ和Ｎｉ元素在ＣｏＣｒＦｅＮｉＭｎ高熵合??金中扩散系数明显小于在奥氏体Ｆｅｌ５Ｃｒ２０Ｎｉ合金和传统的Ｆｅ／Ｎｉ纯金属中的??扩散系数如图２－４所示，证实了多主元高熵合金的缓慢扩散效应。缓慢扩散??效应对合金组织性能有着重要的影响，如抑制新相形核和晶粒长大，导致纳??米相和非晶相的析出，增加合金在高温形变时的蠕变抗力并提高材料的热稳??定性等。比如Ｋｏｔｔａｄａ等Ｍ研宄了?ＣｏＣｒＦｅＮｉ纳米晶高熵合金在烧结状态和退??火状态的晶粒生长变化情况，发现该合金由于细小的纳米氧化物弥散，相界??的阻碍作用以及合金中多组元的缓慢扩散效应，导致晶粒生长非常缓慢。??－６?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NbMoTaW高熵合金涂层的制备与表征[J]. 漆陪部,梁秀兵,仝永刚,陈永雄,张志彬. 应用激光. 2018(03)
[2]热处理对电子束选区熔化制备的Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响[J]. 张胜雷,陈卓,曲寿江,冯艾寒,陆煦,沈军,陈道伦. 热加工工艺. 2018(10)
[3]激光熔覆沉积成形NbMoTaTi难熔高熵合金的组织与强度研究[J]. 李青宇,李涤尘,张航,张安峰,梁景怡,王兴理想,闫浩祺. 航空制造技术. 2018(10)
[4]Effect of lattice distortion on solid solution strengthening of BCC high-entropy alloys[J]. Zhipeng Wang,Qihong Fang,Jia Li,Bin Liu,Yong Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[5]316L不锈钢与CaSiO3复合材料选择性激光熔化制备工艺[J]. 马铮杰,任灿,严彪,王联凤,程灵钰. 有色金属材料与工程. 2018(01)
[6]A light-weight high-entropy alloy Al20Be20Fe10Si15Ti35[J]. TSENG KoKai,YANG YaChu,JUAN ChienChang,CHIN TsungShune,TSAI CheWei,YEH JienWei. Science China（Technological Sciences）. 2018(02)
[7]激光熔化沉积工艺对Nb-16Si二元合金显微组织的影响[J]. 刘伟,熊华平,李能,陈波. 材料工程. 2018(02)
[8]热处理对激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr钛合金显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 朱言言,陈博,汤海波,程序,王华明,李佳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[9]激光熔覆高熔点AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂层组织及耐磨性能[J]. 郭亚雄,刘其斌,周芳. 稀有金属. 2017(12)
[10]难熔高熵合金的研究进展及应用[J]. 李春玲,马跃,郝家苗,闫宇,王清. 精密成形工程. 2017(06)
博士论文
[1]激光熔化沉积成形Al2O3陶瓷开裂机理及抑制方法[D]. 牛方勇.大连理工大学 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti难熔高熵合金组织与力学性能[D]. 郭娜娜.哈尔滨工业大学 2016
硕士论文
[1]选区激光熔化TC4合金的凝固组织演化规律研究[D]. 张慧.哈尔滨工业大学 2017
[2]难熔高熵合金的制备及其组织性能研究[D]. 刘学峰.北京理工大学 2015
[3]电子束选区熔化数字式扫描控制系统研究[D]. 张靖.清华大学 2011
本文编号：3095757
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